磁悬浮列车司机室及其制造方法.pdf

本发明公开了一种磁悬浮列车司机室及其制造方法。该方法包括加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架；采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮；将所述三维蒙皮组装到所述三维骨架上。本发明技术方案通过采用铝合金材料的二维骨架零部件组装得到三维骨架的形式，可有效简化司机室的制造工艺，降低司机室的制造成本，提高磁悬浮列车司机室的承载能力。

1.  一种磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，包括：
加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架；
采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮；
将所述三维蒙皮组装到所述三维骨架上。

2.  根据权利要求1所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架包括：
利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件，所述二维骨架零部件为铝合金平面板材结构；
将加工得到的各二维骨架零部件组装在一起，形成三维骨架。

3.  根据权利要求2所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件包括：
将铝合金平面板材切割成具有交圈结构的二维骨架零部件。

4.  根据权利要求3所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述将铝合金平面板材切割成具有交圈结构的二维骨架零部件包括：
将铝合金平面板材切割成在水平方向和竖直方向上，均形成倒U字形交圈结构的二维骨架零部件。

5.  根据权利要求2或4所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件包括：
将铝合金平面板材切割成具有插接槽的二维骨架零部件。

6.  根据权利要求1所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮包括：
利用成型机将铝合金蒙皮材料压制得到蒙皮零部件；
将压制得到的各蒙皮零部件组装成三维蒙皮。

7.  根据权利要求1所述的磁悬浮列车司机室的制造方法，其特征在于，所述将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架包括：
采用焊接的形式，将加工得到的二维骨架零部件组装成三维骨架。

8.  一种磁悬浮列车司机室，包括三维骨架和三维蒙皮，所述三维蒙皮包覆在所述三维骨架上，其特征在于，所述三维骨架包括：多个铝合金材料的二维骨架零部件，所述多个二维骨架零部件之间相互连接成一体；所述三维蒙皮是利用铝合金材料采用小曲面无模成型工艺制成。

9.  根据权利要求8所述的磁悬浮列车司机室，其特征在于，所述二维骨架零部件为铝合金平面板材结构。

10.  根据权利要求8所述的磁悬浮列车司机室，其特征在于，二维骨架零部件上设置有倒U字形的交圈结构，各二维骨架零件通过交圈结构相互连接而构成所述三维骨架。

11.  根据权利要求8～10任一所述的磁悬浮列车司机室，其特征在于，二维骨架零部件上设置有插接槽，各二维骨架零部件通过插接槽相互插接而构成所述三维骨架。

磁悬浮列车司机室及其制造方法
技术领域
本发明涉及客车制造技术，尤其涉及一种磁悬浮列车司机室及其制造方法。
背景技术
磁悬浮列车靠磁力使列车浮起，靠直线电机来推动列车运行，具有低噪音、安全、环保等优点，是未来城轨车辆发展的重要方向。由于磁悬浮列车的特点是依靠电磁吸力使列车浮起，而磁悬浮列车电磁铁的吸附能力又是一定的，因此，为了使磁悬浮列车具有与城轨列车一样的运载能力，则必需要解决磁悬浮列车的轻量化问题。
目前，磁悬浮列车属于城轨列车的一种，城轨列车的司机室一般采用流线型司机室，主要包括三维骨架和三维蒙皮，其中骨架主要其支撑作用，蒙皮是包覆在三维骨架的结构，使得整个司机室具有流线型结构，满足列车行驶的需要。现有城轨列车司机室中，骨架一般是采用钢骨架结构，其成型困难，且重量大；同时，现有蒙皮一般为一体成型，并采用玻璃钢蒙皮。可以看出，现有城轨列车司机室具有较重的重量，降低了列车的承载能力，且成型和制造工艺复杂。此外，现有城轨列车司机室的骨架也有采用铝骨架，但通常采用型材结构，其成型也相对较困难。
但是，现有城轨列车司机室总体重量较重，三维骨架和三维蒙皮的成型复杂，制造成本高，如果采用在磁悬浮列车上，不利于磁悬浮列车的推广和应用。
发明内容
本发明提供一种磁悬浮列车司机室及其制造方法，可有效简化骨架和蒙皮的成型的复杂性，提高司机室的强度，降低磁悬浮列车司机室的制造成本，有利于磁悬浮列车的推广和应用。
本发明提供一种磁悬浮列车司机室的制造方法，包括：
加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架；
采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮；
将所述三维蒙皮组装到所述三维骨架上。
其中，所述加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架包括：
利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件，所述二维骨架零部件为铝合金平面板材结构；
将加工得到的各二维骨架零部件组装在一起，形成三维骨架。
所述利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件可包括：
将铝合金平面板材切割成具有交圈结构的二维骨架零部件。
所述将铝合金平面板材切割成具有交圈结构的二维骨架零部件可包括：
将铝合金平面板材切割成在水平方向和竖直方向上，均形成倒U字形交圈结构的二维骨架零部件。
此外，所述利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件可包括：
将铝合金平面板材切割成具有插接槽的二维骨架零部件。
所述采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮包括：
利用成型机将铝合金蒙皮材料压制得到蒙皮零部件；
将压制得到的各蒙皮零部件组装成三维蒙皮。
所述将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架包括：
采用焊接的形式，将加工得到的二维骨架零部件组装成三维骨架。
本发明提供一种磁悬浮列车司机室，包括三维骨架和三维蒙皮，所述三维蒙皮包覆在所述三维骨架上，所述三维骨架包括：多个铝合金材料的二维骨架零部件，所述多个二维骨架零部件之间相互连接成一体；所述三维蒙皮是利用铝合金材料采用小曲面无模成型工艺制成。
所述二维骨架零部件可为铝合金平面板材结构。二维骨架零部件上可设置有倒U字形的交圈结构，各二维骨架零件可通过交圈结构相互连接而构成所述三维骨架。进一步地，二维骨架零部件上还可设置有插接槽，各二维骨架零部件可通过插接槽相互插接而构成所述三维骨架。
本发明提供的磁悬浮列车司机室及其制造方法，通过采用多个二维骨架零部件组装得到三维骨架，使得三维骨架的制造简单，可有效降低整个司机室的制造成本；本发明技术方案通过采用多个蒙皮零部件焊接形成三维蒙皮，使得三维蒙皮的制造简单，进一步地降低了整个司机室的制造成本；本发明技术方案中的三维骨架和三维蒙皮均采用铝合金材料，使得整个司机室的重量轻，可有效提高整个列车的承载能力。本发明技术方案可有效简化司机室的制造工艺，降低磁悬浮列车的制造成本，提高磁悬浮列车的承载能力，有利于磁悬浮列车的推广和应用。
附图说明
图1为本发明磁悬浮列车司机室实施例的主视图；
图2为本发明磁悬浮列车司机室实施例的左视图；
图3为本发明磁悬浮列车司机室实施例的俯视图；
图4为本发明实施例中三维骨架的结构示意图；
图5A为本发明实施例中二维骨架零部件的结构示意图；
图5B为图5A中A处插口的放大局部示意图；
图6为本发明实施例中三维蒙皮的主视图；
图7为本发明实施例中三维蒙皮的左视图；
图8为本发明磁悬浮列车司机室的制造方法实施例的流程示意图；
图9为本发明实施例中二维骨架零部件制作流程示意图；
图10为本发明实施例中三维蒙皮制作流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明磁悬浮列车司机室实施例的主视图；图2为本发明磁悬浮列车司机室实施例的左视图；图3为本发明磁悬浮列车司机室实施例的俯视图；图4为本发明实施例中三维骨架的结构示意图；图5A为本发明实施例中二维骨架零部件的结构示意图；图5B为图5A中A处插口的放大局部示意图；图6为本发明实施例中三维蒙皮的主视图；图7为本发明实施例中三维蒙皮的左视图。本实施例司机室包括三维骨架1、三维蒙皮2、前窗框组成3、侧窗框组成4、逃生门框组成5和端部连接框组成6，其中，三维骨架1由多个二维骨架零部件21相互连接而成，且二维骨架零部件21为铝合金材料制作而成；三维蒙皮2是利用铝合金材料采用小曲面无模成型工艺制成，包括相互连接而成的多个蒙皮零部件，该三维蒙皮2包覆在三维骨架1上。
本实施例中，二维骨架零部件21可通过数控机床加工而成，其加工的原料可以为铝合金平面板材。同时，本实施例中，所述的二维骨架零部件21上可设置有交圈结构，具体地，如图5A和图5B所示，二维骨架零部件21可设置为倒U字形的交圈结构；且二维骨架零部件21上还可设置有用于插接连接的插接槽212，以便于各二维骨架零部件之间的相互插接，以保证各二维骨架零部件21之间连接的稳定性和可靠性。
本实施例中，二维骨架零部件之间可通过焊接形式相互连接固定，蒙皮零部件之间也可通过焊接的形式相互连接固定。此外，本领域技术人员可以理解地是，二维骨架零部件之间，或者蒙皮零部件之间也可通过其它方式固定连接，例如，螺栓等固定连接。
可以看出，本实施例中，三维骨架可由多个二维骨架零部件组合而成，由于二维骨架零部件的成型容易，使得组合而成的三维骨架的制作工艺简单，且制作成本较低；同时，三维蒙皮可利用小曲面无模成型工艺制作而成，具体地，可通过无模成型机压制得到各个蒙皮零部件，并由各蒙皮零部件组合得到三维蒙皮，三维蒙皮的成型简单，可进一步地降低整个司机室的制造成本；此外，本实施例中，由于三维骨架和三维蒙皮均采用铝合金材料制作而成，使得整个司机室的重量较轻，可有效提高整个列车的承载能力，便于磁悬浮列车的推广和应用。
综上可以看出，本实施例磁悬浮列车司机室通过采用多个二维骨架零部件组装得到三维骨架，使得三维骨架的制造简单，可有效降低整个司机室的制造成本；本实施例通过采用多个蒙皮零部件焊接形成三维蒙皮，使得三维蒙皮的制造简单，进一步地降低了整个司机室的制造成本；本实施例三维骨架和三维蒙皮均采用铝合金材料，使得整个司机室的重量轻，可有效提高整个列车的承载能力。本实施例磁悬浮列车司机室结构简单，制造容易，具有较低的制造成本，较高的承载能力，可利于磁悬浮列车的推广和应用。
图8为本发明磁悬浮列车司机室的制造方法实施例的流程示意图。具体地，如图8所示，本实施例制造方法包括如下步骤：
步骤101、加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架；
步骤102、采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮；
步骤103、将所述三维蒙皮组装到所述三维骨架上。
本实施例中，加工并得到二维骨架零部件后，可通过采用焊接的形式，将加工得到的二维骨架零部件组装成三维骨架，以保证三维骨架的强度和刚度，提高三维骨架整体的承载强度。
图9为本发明实施例中二维骨架零部件制作流程示意图。本实施例中，如图9所述，上述图8的步骤101中，加工并获得铝合金材料的二维骨架零部件，并将加工得到的二维骨架零件组装成三维骨架具体可包括如下步骤：
步骤1011、利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件，所述二维骨架零部件为铝合金平面板材结构；
步骤1012、将加工得到的各二维骨架零部件组装在一起，形成三维骨架。
本实施例中，利用铝合金平面板材加工得到二维骨架零部件具体可为：将铝合金平面板材切割成具有交圈结构的二维骨架零部件，且在二维骨架零部件的制作过程中，可在水平方向和竖直方向上，均形成倒U字形交圈结构。便于组装，强度较高，且结构简单。
此外，本实施例中，二维骨架零部件制作过程中，可将铝合金平面板材切割成具有插接槽的二维骨架零部件，使得加工后的各二维骨架零部件相互之间可插接连接，以保证二维骨架组装的便利性和稳定性，保证组装的三维骨架牢固可靠。具体地，在将二维骨架零部件组装成三维骨架时，可将水平板和竖直板对插形成互相垂直结构的骨架，同时，骨架之间连接可采用焊接形式，以保证组装得到的三维骨架的强度。
图10为本发明实施例中三维蒙皮制作流程示意图。本实施例中，如图10所示，上述图8的步骤103中，采用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮具体可包括如下步骤：
步骤1021、在三维模型中将三维蒙皮模型分割成适合成型机大小的蒙皮零部件；
步骤1022、利用成型机将铝合金蒙皮材料压制成蒙皮零部件；
步骤1023、将压制得到的各蒙皮零部件组装成三维蒙皮。
本实施例中，三维骨架制作过程中，首先，可将设计好的图纸直接输入数控机床，将铝合金平面板材切割成所需形状和结构的二维骨架零部件，并将切合完成的二维骨架零部件组装成三维骨架，同时采用焊接方式将各二维骨架零部件连接固定；其次，在利用小曲面无模成型工艺制作铝合金材料的三维蒙皮时，可采用3mm厚的铝合金板作为原材料，在三维蒙皮模型中将三维蒙皮模型图纸分割成适合成型机大小的几块蒙皮零部件模型，并找出蒙皮零部件的内表面和外表面，输入无模成型机中，同时输入蒙皮零部件的厚度，调整回弹系数和成型点数，将铝合金板材料压制成型，得到各蒙皮零部件；最后，可将压制成型的各蒙皮零部件组装在三维骨架上，采用焊接的形式将各蒙皮零部件焊接连接，并将整个三维蒙皮焊接在三维骨架上。可以看出，本实施例中，三维骨架和三维蒙皮制作工艺简单，各零部件成型容易，同时，三维骨架和蒙皮均采用铝合金材料，使得整个司机室的重量较轻，提高了整个列车的承载能力，且具有较高的强度。
本实施例中，三维蒙皮制造中采用的铝合金材料为可焊接铝合金，不但可保证各蒙皮零部件之间的焊接性能，还可有效保证整个司机室的防腐性能。具体地，本实施例中采用的铝合金材料符合欧洲标准，材料表如下：